DE3614283A1 - Gurtaufroller - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtauf­ roller für insbesondere Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurte mit einer in einem Gehäuse gelagerten, von einer Rückspul­ feder beaufschlagten Gurtaufwickelwelle, bestehend aus einem Wellenkern und einem Kunststoff-Wellenkörper, der an jedem Ende zwei radial von innen nach außen wirken­ de, von gehäusefesten Anschlägen umgebene und eine symme­ trisch-vierfache Verriegelung herbeiführende Sperrglieder zugeordnet sind, wobei die Sperrglieder durch der Wellen­ achse parallele, innerhalb des Wellenquerschnitts ange­ ordnete und mit der Welle umlaufende Verbindungsstangen gekoppelt sind und mit den gehäusefesten Anschlägen bei Auslösung der Selbstsperrung über ein gurtband- und/oder fahrzeugsensitives System in Eingriff gelangen.

Ein gattungsgemäßer Gurtaufroller ist aus der DE-OS 28 26 286 bekannt; bei dem dort beschriebenen Gegen­ stand sind auf jeder Seite des Gurtaufrollers je zwei gesonderte Sperrglieder angeordnet, die federbelastet durch eine Drehung einer zugeordneten Verbindungsstange radial nach außen bis zum Eingriff in die gehäusefeste Verzahnung bewegt werden. Die die Sperrglieder aus der Sperrstellung rückführende Kraft wird dabei über eine die beiden Sperrglieder unmittelbar koppelnde Feder aufgebracht.

Mit dieser bekannten Anordnung ist der Nachteil verbunden, daß an den beiden Verbindungsstangen an jeder Seite je ein Sperrglied befestigt werden muß, was neben einem vergleichsweise großen Materialaufwand auch hohe An­ forderungen an die Genauigkeit in der Bestimmung der Stellung der Sperrglieder zu den zugehörigen Verbindungs­ stangen stellt, da nur bei exakt symmetrischer Ausbildung ein einwandfreies Arbeiten der Sperrglieder gewährleistet ist. Hinzu kommt, daß das Ansteuerungselement in Form einer Steuerscheibe neben den Sperrgliedern anzuordnen ist, wodurch eine entsprechende Baubreite des Gurtauf­ rollers erforderlich ist. Auch stellt die Rückführung der Sperrglieder nur über die diese verbindenden Federn keinen synchronen Ablauf der Deblockierung sicher, was die Funktionssicherheit des Gurtaufrollers beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gurtaufroller derart zu verbessern, daß bei gering gehaltener Baubreite die Sperrgliedge­ staltung vereinfacht und insbesondere ein synchrones Verhalten beim Blockieren und Deblockieren erreicht sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil verbunden, daß sich insoweit eine besonders einfache Sperrgliedge­ staltung ergibt, als nunmehr Verbindungsstangen und als Sperrglieder wirkende Teile einstückig hergestellt und als solche in den Kunststoffkörper der Welle gelagert sind; damit ist eine absolute Synchronität beim Blockieren des Gurtaufrollers gewährleistet, da die Sperrgliedgestaltun­ gen immer in dem gleichen geometrischen Verhältnis zur Verbindungsstange stehen. Infolge der Abstützung der Sperrgliedgestaltungen an der gehäusefesten Verzahnung einerseits und an dem kraftaufnehmenden Wellenkern andererseits ist sichergestellt, daß in vorteilhafter Weise die Lagerung der Sperrglieder in Form der Verbindungsstangen im Blockier­ fall von einer Belastung durch das von der Welle auf das Gehäuse zu übertragende Drehmoment frei ist.

Weiterhin ist mit der erfindungsgemäßen Sperrgliedge­ staltung der Vorteil verbunden, daß die Verbindungsstangen und deren als Sperrglieder wirkende Abkröpfungen in einem einfach herzustellenden und bei der Montage zu handhabenden runden Querschnitt gehalten und demzufolge auch die gehäusefeste Verzahnung mit halbrunden Zahnflanken gestaltet sein können, was weniger Aufwand bei deren Fertigung erfordert.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die U-förmig von den Verbindungsstangen abgekröpften Sperrglieder die Steuerscheibe des gurtband- bzw. fahrzeugsensitiven Systems zweifach, also diese in sich einfassend, durchgreifen, so daß die Steuerscheibe nun wesentlich dichter an die Sperrgliedgestaltungen heranrückt, so daß hierdurch die Baubreite des Gurtauf­ rollers verringert ist. Zusätzlich ergibt sich auf der betreffenden Seite des Gurtaufrollers eine entsprechend gerichtete Rückführung der Sperrglieder beim Deblockieren.

Zusätzlich kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, auf der der Steuerscheibenseite entgegen­ gesetzten Seite des Gurtaufrollers eine zusätzliche Rückstellscheibe anzuordnen, welche die zielgerichtete und damit zur Steuerscheibenseite synchrone Rückführung der Sperrglieder unterstützt. Auch diese Rückstellscheibe wird in gleicher Weise wie die Steuerscheibe von den U-förmigen Sperrgliedgestaltungen zweifach durchgriffen, so daß sich ein geringer Bedarf an Baubreite ergibt.

Die Rückstellscheibe ist gegen den Wellenkörper feder­ belastet, so daß bei Entlastung der Welle vom Gurtband­ zug die Sperrglieder über entsprechend angeordnete Schrägen in den Durchbrüchen der Rückstellscheibe in die Ausgangs­ position rückgeführt werden.

Im Hinblick auf die Montage des Gurtaufrollers kann es nach der Erfindung weiterhin zweckmäßig sein, den Kunststoffkörper mit den Ausnehmungen zur Aufnahme der Verbindungsstangen und deren Abkröpfungen zweiteilig auszubilden und beim Zusammenfügen der Halbschalen um den flach-rechteckigen Stahlkern weiterhin die Lager­ vorrichtungen für die Welle bzw. die Steuerelemente einzulegen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen selbstsperrenden Gurtaufroller in einer schaubildlichen Darstellung,

Fig. 2 den Gurtaufroller in einer schematisierten Seitenansicht,

Fig. 3 den Gurtaufroller entsprechend Fig. 2 in einer Aufsicht,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Systemseite des Gurtauf­ rollers, teilweise geschnitten,

Fig. 5 die Systemseite in einen Längsmittenschnitt,

Fig. 6 die Systemseite in einer weiteren Schnittdar­ stellung,

Fig. 7 die Federseite mit Rückstellscheibe in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 8 die Federseite in einem Längsmittenschnitt,

Fig. 9 eine schematisierte Aufsicht auf das Wellenprofil mit Verbindungsstangen,

Fig. 9a eine Vorderansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 9,

Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel entsprechend der Darstellung in Fig. 9,

Fig. 10a eine teilweise Vorderansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 10.

Der Gurtaufroller weist ein C-förmiges Gehäuse 10 mit zwei Seitenplatten 11 auf, die durch eine an der offenen Gehäuseseite angeordnete Distanzstange 12 in vorgegebenem Abstand gehalten sind. In Öffnungen 13 in den Seitenplatten 11 ist eine Gurtaufwickelwelle 14 drehbar gelagert, auf der im einzelnen nicht dargestelltes Gurtband aufge­ wickelt ist. Die Gurtaufwickelwelle 14 besteht aus einem flach-rechteckigen Stahlblech 15 als Kern und zwei Halb­ schalen 16, 17 eines Wellen-Kunststoffkörpers. An dem über die eine Seitenplatte hinausragenden Ende ist die Welle 14 mit einer Aufwickelfeder 18 (Fig. 7) gekoppelt, die andererseits an einer Kunststoffabdeckung 19 befestigt ist.

In den Halbschalen 16, 17 ist an den beiden Enden des Stahlkerns 15 je eine Verbindungsstange 20 angeordnet, die mit ihrem runden, längs des Stahlkerns 15 verlaufenden Abschnitt formschlüssig in das Halbschalenprofil drehbar eingeklipst sind. An den beiden äußeren Enden sind die Verbindungsstangen 20 U-förmig umgebogen, wobei die so gebildeten Abkröpfungen 21 den Stahlkern 15 symmetrisch umfassen und auf der zur zugehörigen Verbindungsstange 20 gegenüberliegenden Seite bzw. Halbschale 16, 17 in einer dort entsprechend ausgebildeten Ausnehmung 22 im Wellenprofil eingepaßt sind. Das Maß der Umbiegung entsprechend dem ebenen Abstand zwischen Verbindungs­ stange 20 und Abkröpfung 21 und die Anordnung der Verbindungs­ stangen 20 zum Stahlkern 15 der Gurtaufwickelwelle 14 ist dabei so gewählt, daß die Abkröpfungen 21 über die Kontur des Stahlkernes 15 hinaus radial auswärts drehbar sind und daß bei in die Blockierstellung ausgelenktem Zustand (Fig. 2) und das bei in die Blockierstellung ausgelenktem Zustand (Fig. 2) der Wellenkern als Widerlager dient. In den Lageröffnungen 13 der Seitenplatten 11 des Gehäuses ist eine Umfangsverzahnung 23 mit entsprechend dem runden Profil der zum Eingriff in die Verzahnung 23 eingerichteten Abkröpfungen 21 gerundeten Zahnflanken ausgebildet.

In den Fig. 4-6 ist die sogenannte Systemseite des Gurtaufrollers dargestellt, auf welcher das gurtband- bzw. fahrzeugsensitive Steuersystem für die Auslenkung der als Sperrglieder wirkenden Abkröpfungen 21 der Ver­ bindungsstange 20 in deren Blockierstellung vorgesehen ist; derartige System sind in Aufbau und Wirkungsweise bekannt, beispielsweise aus dem DE-GM 74 25 531. Hervor­ zuheben ist hier, daß eine Zahnlückensteuervorrichtung vorgesehen ist, wie sie nach Aufgabe und Wirkungsweise im einzelnen in der DE-OS 28 17 214 beschrieben ist, da insbesondere im Hinblick auf eine synchrone Verriegelung des Gurtaufrollers an vier Stellen die Vermeidung von Zahn-auf-Zahn-Blockierungen von besonderer Bedeutung ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 6 entnehmen läßt, setzt sich die Welle 14 über die Seitenplatte 11 mit einem Lagerzapfen 24 fort, der mit einem Flansch 25 zwischen die Halbschalen 16, 17 des Wellenkörpers 14 eingepaßt und in montiertem Zustand von diesen eingeschlossen und gehalten wird. Die Welle 14 ist mit dem Lagerzapfen 24 in einer Gehäuseabdeckung 26 gelagert, die an der Seitenplatte 11 befestigt ist.

Auf dem Lagerzapfen 24 sind nebeneinander eine Steuerscheibe 27 und eine Trägheitsmasse 28 mit der Welle 14 drehend gelagert, die über eine als g-Wert-Feder wirkende Feder 29 gegeneinander belastet sind. Zur Zahnlückeneinsteuerung ist an der Steuerscheibe 27 ein Steuerhebel 30 angeordnet, der bei gegenseitiger Verdrehung von Trägheitsmasse 28 und Steuerscheibe 27 von ersterer in eine umlaufende Innenverzahnung 31 der Gehäuseabdeckung 26 eingesteuert wird und so die Steuerscheibe 27 in jeweils definierter Position in ihrer weiteren Drehung festhält. Hierzu und insbesondere im Hinblick auf die Aufnahme der Ab­ kröpfungen 21 ist die Trägheitsmasse symmetrisch-pendel­ artig mit zwei T-förmigen Ausschnitten über den Enden des Wellenkerns 15 ausgebildet (Fig. 4). Weiterhin weist die Steuerscheibe 27 eine Außenverzahnung 27 a auf, die mit einem nicht dargestellten fahrzeugsensitiven System im Sinne eines Anhaltens der Drehbewegung der Steuerscheibe 27 zusammenwirkt.

Wie sich aus Fig. 5 ergibt, durchgreifen die Verbindungs­ stangen 20 mit den U-förmigen Abkröpfungen 21 die Steuer­ scheibe je zweifach, so daß die Steuerscheibe 27 unmittel­ bar neben dem Ende der Welle 14 gelagert ist. Während der Durchgriff der Verbindungsstange 20 durch die Steuer­ scheibe 27 ohne radiales Spiel ausgebildet sein kann, ist zur Ansteuerung der radial ausschwenkbaren Abkröpfung 21 aus dem Wellenprofil 16, 17 heraus in die Sperrlage mit Eingriff in die Gehäuseverzahnung 23 die zugeordnete Durchgriffsöffnung 32 mit radialem Spiel ausgebildet, so daß eine Relativbewegung der Steuerscheibe 27 gegenüber dem Wellenprofil 14 ein radiales Ausschwenken der Ab­ kröpfung 21 bewirkt, indem die Steuerlücke 32 die radiale Auslenkung herbeiführt.

In den Fig. 7 und 8 ist die der beschriebenen System­ seite gegenüberliegende Seite des Gurtaufrollers mit der Aufwickelfeder 18 dargestellt. An dieser Seite ist zusätzlich eine Rückstellscheibe 33 für die Sperrglieder 21 angeordnet, und zwar unter dem Symmetriegesichtspunkt in gleicher Weise wie die Steuerscheibe 27. Auch die Rückstellscheibe 33 wird von den Verbindungsstangen 20 mit Abkröpfungen 21 jeweils symmetrisch zweifach in Durchbrüchen 34 durchgriffen, so daß auch die Rück­ stellscheibe 33 unmittelbar neben dem Wellenende angeordnet und gelagert ist. Im Bereich der ausschwenkbaren Abkröpfung 21 geht jeder Durchbruch 34 der Rückstellscheibe 33 in eine der Sperrlage der Sperrglieder 21 entsprechend radial auswärts gerichtete Schräge 35 über, wobei die Übergänge derart gerundet ausgebildet sind, daß sich eine leichte Führung der Abkröpfungen 21 in Durchbrüchen 34 und zugeordneten Schrägen 35 ergibt. Die Rückstell­ scheibe 33 ist über eine Feder 36 belastet an die Welle 14 gekoppelt, die sich über einen an der zugeordneten Halbschale 16, 17 angeordneten Zapfen 37 abstützt.

Der so dargestellte selbstsperrende Gurtaufroller arbeitet folgendermaßen: Im Normalbetrieb läßt sich das Gurtband von der Welle 14 abziehen, bzw. wickelt sich darauf auf, wobei die in ihrer Drehbewegung an die Welle 14 gekoppelten Bauteile, nämlich Rückstellscheibe 33 einerseits sowie Steuerscheibe 27 und Trägheitsmasse 28 andererseits mit der Welle 14 mitdrehen. Kommt es aufgrund einer oberhalb der Ansprechschwelle der g-Wert-Feder 29 liegenden Gurtbandbeschleunigung zu einer entsprechenden Wellenbe­ schleunigung, so ist die Folge eine relative Verdrehung von Steuerscheibe 27 und Trägheitsmasse 28 gegeneinander, wobei die Trägheitsmasse 28 für eine Auslenkung des Hebels 30 in die Verzahnung 31 der Gehäuseabdeckung sorgt, wodurch der Eingriff des Hebels 30 in die besagte Verzahnung sodann eine weitere Drehung der Steuerscheibe 27 an definierter Stelle verhindert. Ein entsprechender Stop der Drehbewegung der Steuerscheibe 27 wird bei Ansprechen des nicht dargestellten fahrzeugsensitiven Systems durch einen Eingriff eines sensorgesteuerten Hebels in die Außenverzahnung 27 a der Steuerscheibe 27 bewirkt.

Die so zustandegekommene relative Verdrehung von Steuer­ scheibe 27 und Welle 14 bewirkt nun durch Nachlauf der Steuerscheibe 27 eine radiale Auslenkung der Abkröpfungen 21 in die gehäusefeste Verzahnung 23, indem die Durch­ griffsöffnungen 32 der Steuerscheibe 27 die Sperrglieder 21 radial nach außen in die gerundete Verzahnung 23 führen. Gleichzeitig bewirkt die radiale Auslenkung der Sperrglieder 21 auch eine Verdrehung der Rückstell­ scheibe 33 gegenüber der Welle 14 entgegen der Kraft der Feder 36, indem die Abkröpfungen 21 von den Durch­ brüchen 34 in die Schrägen 35 eintreten.

Bei Entlastung des Systems ergibt sich nun auf der Feder­ seite des Gurtaufrollers eine Rückführung der Abkröpfungen 21 über die Schrägen 35 in die Durchbrüche 34, indem die federbelastete Rückstellscheibe 33 die Ausgangslage gegenüber der Welle 14 wieder einnimmt. Gleichzeitig erfolgt auch eine gleichsinnig gerichtete Rückführung der Sperrglieder 21 über die Entlastung der Steuerscheibe 27.

Durch die symmetrische Blockierung an vier Stellen und die damit weiterhin gleichmäßige Krafteinleitung können die Gehäuse für die Gurtaufroller sehr klein gehalten werden, da einseitige Belastungen, Verdrehungen der Welle und eine punktförmige Belastung der Wellenlager infolge radialer Beanspruchung der Welle selbst nicht mehr auftreten. An den gegenüberliegenden Blockierstellen bilden sich gleiche Kräftepaare aus, was eine symmetrische Belastung herbeiführt.

Die einfache Herstellung der Drahtklinken als Verbindungs­ stangen 20 mit abgekröpften Sperrgliedgestaltungen 21 zeigt sich schließlich noch in den Fig. 9 und 9a, in denen auch die zweiteilige Wellenausführung deutlich zum Ausdruck kommt. Wie sich aus den Fig. 10 und 10a ergibt, lassen sich weitere Einsparungen an Baubreite des Gurtaufrollers dadurch erreichen, daß die Umbiegungen der Abkröpfungen 21 gegenüber den Verbindungsstangen 20 abgeflacht sind.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (14)

1. Selbstsperrender Gurtaufroller für insbesondere Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurte mit einer in einem Gehäuse gelagerten, von einer Rückspulfeder beauf­ schlagten Gurtaufwickelwelle, bestehend aus einem Wellenkern und einem Kunststoff-Wellenkörper, der an jedem Ende zwei radial von innen nach außen wirken­ de, von gehäusefesten Anschlägen umgebene und eine symmetrisch-vierfache Verriegelung herbeiführende Sperrglieder zugeordnet sind, wobei die Sperrglieder durch der Wellenachse parallele, innerhalb des Wellen­ querschnitts angeordnete und mit der Welle umlaufende Verbindungsstangen gekoppelt sind und mit den gehäuse­ festen Anschlägen bei Auslösung der Selbstsperrung über ein gurtband- und/oder fahrzeugsensitives System in Eingriff gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (20) an ihren Enden (21) einstückig mit ihnen verbundene und den Wellenkern (15) symmetrisch zur jeweiligen Verbindungsstange (20) einfassende Sperrelemente (21) aufweisen, die um die Längsachse der Verbindungsstangen (20) radial auswärts bis zum Eingriff in die gehäusefeste Ver­ zahnung (23) schwenkbar sind.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (20) an ihren Enden (21) U-förmig und dabei den in bekannter Weise flach rechteckig ausgebildeten Wellenkern (15) symmetrisch einfassend umgebogen und an den Enden des Wellenkerns (15) jeweils derart angeordnet sind, daß die Abkröpfungen (21) um die Längsachse der Verbindungsstangen (20) radial auswärts schwenkbar sind.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuordnung der Sperrelemente (21) zur jeweiligen Verbindungsstange (20) derart bemessen ist, daß der Wellenkern (15) in blockiertem Zustand als Widerlager dient.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Umbiegung der Abkröpfung (21) derart gewählt ist, daß in blockiertem Zustand der projizierte Abstand von Verbindungsstange (22) zu Abkröpfung (21) der Stärke des Wellenkerns (15) entspricht.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsstangen (20) ein rundes Profil und die Sperrverzahnung (23) dem Stangenprofil entsprechend gerundete Zahnflanken aufweisen.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkröpfungen (21) in ihrem Biegeradius ab­ geflacht ausgebildet sind.

7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Vorrichtung (30, 31) zur zahngenauen Ansteuerung der Steuerscheibe (27) vorgesehen ist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkröpfungen (21) der Verbindungs­ stangen (20) die Steuerscheibe (27) je zweifach durchgreifen, wobei zumindest die Durchgriffsöffnungen (32) für die als Sperrglied wirkenden Enden (21) der Verbindungsstangen (20) als schlitzartige Führung mit Spiel ausgebildet sind.

9. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Systemseite abge­ wandten Seite des Gurtaufrollers eine Rückstellscheibe (33) für die Sperrglieder (21) unter Federspannung (36) gegen den Wellenkörper (14) angeordnet ist.

10. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkröpfungen (21) der Verbindungsstange (20) die Rückstellscheibe (33) je zweifach zu beiden Seiten des Wellenkerns (15) durchgreifen, wobei die Durchbrüche (34) für die als Sperrglieder wirken­ den Abkröpfungen (21) der Verbindungsstangen (20) der ausgelenkten Sperrstellung entsprechend radial auswärts gerichtete Schrägen (35) aufweisen.

11. Gurtaufroller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (34) und die Schrägen (35) mit gerundeten Kanten ineinander übergehen, um ein Gleiten der Abkröpfungen (21) der Verbindungsstangen (20) von der einen Endstellung in die andere zu erleichtern.

12. Gurtaufroller nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (27) in gleicher Weise wie bei der Rückstellscheibe (33) ausgebildete Steuerschlitze mit Schrägen auf­ weist.

13. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenprofil (16, 17) mit einem Zapfen (37) versehen ist, an dem die Feder (36) eingehängt ist, welche mit ihrem anderen Ende an der Rückstellscheibe (33) befestigt ist.

14. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (14) aus zwei Halbschalen (16, 17) gebildet ist, die den flach-rechteckigen Stahlkern (15) sowie die Lagervorrichtungen (24, 25) zwischen sich einschließen.